package com.naiterui.ehp.bs.patient.utils.ip;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.util.Hashtable;
import java.util.StringTokenizer;

import org.slf4j.Logger;

import org.slf4j.LoggerFactory;

/**
 * <pre>
 * 用来读取QQwry.dat文件，以根据ip获得好友位置，QQwry.dat的格式是
 * 一. 文件头，共8字节
 *    1. 第一个起始IP的绝对偏移， 4字节
 *     2. 最后一个起始IP的绝对偏移， 4字节
 * 二. &quot;结束地址/国家/区域&quot;记录区
 *     四字节ip地址后跟的每一条记录分成两个部分
 *     1. 国家记录
 *     2. 地区记录
 *     但是地区记录是不一定有的。而且国家记录和地区记录都有两种形式
 *     1. 以0结束的字符串
 *     2. 4个字节，一个字节可能为0x1或0x2
 *   a. 为0x1时，表示在绝对偏移后还跟着一个区域的记录，注意是绝对偏移之后，而不是这四个字节之后
 *        b. 为0x2时，表示在绝对偏移后没有区域记录
 *        不管为0x1还是0x2，后三个字节都是实际国家名的文件内绝对偏移
 *   如果是地区记录，0x1和0x2的含义不明，但是如果出现这两个字节，也肯定是跟着3个字节偏移，如果不是
 *        则为0结尾字符串
 * 三. &quot;起始地址/结束地址偏移&quot;记录区
 *     1. 每条记录7字节，按照起始地址从小到大排列
 *        a. 起始IP地址，4字节
 *        b. 结束ip地址的绝对偏移，3字节
 * 
 * 注意，这个文件里的ip地址和所有的偏移量均采用little-endian格式，而java是采用
 * big-endian格式的，要注意转换
 * </pre>
 */
public class IPSeeker {

    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(IPSeeker.class);

    /**
     * <pre>
     * 用来封装ip相关信息，目前只有两个字段，ip所在的国家和地区
     * </pre>
     */
    private class IPLocation {
        private String country;
        private String area;

        private IPLocation() {
            this.area = "";
            this.country = "";
        }

        private IPLocation getCopy() {
            IPLocation ret = new IPLocation();
            ret.country = this.country;
            ret.area = this.area;
            return ret;
        }
    }

    private static String url = IPSeeker.class.getResource("").getPath();
    private static int index = url.indexOf("/WEB-INF/"); // 取属性文件的绝对路径
    private static String pathPrefix = url.substring(0, index + 1).replace("%20", " "); // 替换掉空格
    private static String propFilePath = pathPrefix + "address.dat";
    private static final String IP_FILE = propFilePath;

    // 一些固定常量，比如记录长度等等
    private static final int IP_RECORD_LENGTH = 7;
    private static final byte AREA_FOLLOWED = 0x01;
    private static final byte NO_AREA = 0x2;
    // 单一模式实例
    private static IPSeeker instance = new IPSeeker();
    // 用来做为cache，查询一个ip时首先查看cache，以减少不必要的重复查找
    private final Hashtable ipCache;
    // 随机文件访问类
    private RandomAccessFile ipFile;
    // 内存映射文件
    private MappedByteBuffer mbb;
    // 起始地区的开始和结束的绝对偏移
    private long ipBegin;
    private long ipEnd;
    // 为提高效率而采用的临时变量
    private final IPLocation loc;
    // private final byte[] buf;//不需要了
    private final byte[] b4;
    private final byte[] b3;

    /**
     * 私有构造函数
     */
    private IPSeeker() {
        this.ipCache = new Hashtable();
        this.loc = new IPLocation();
        // buf = new byte[100];//不需要了，这里初始化不好!
        this.b4 = new byte[4];
        this.b3 = new byte[3];
        try {
            System.out.println(IP_FILE);
            this.ipFile = new RandomAccessFile(IP_FILE, "r");
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println(propFilePath);
            System.out.println(IP_FILE);
            System.out.println("IP地址信息文件没有找到，IP显示功能将无法使用");
            this.ipFile = null;
        }
        // 如果打开文件成功，读取文件头信息
        if (this.ipFile != null) {
            try {
                this.ipBegin = readLong4(0);
                this.ipEnd = readLong4(4);
                if (this.ipBegin == -1 || this.ipEnd == -1) {
                    this.ipFile.close();
                    this.ipFile = null;
                }
            } catch (IOException e) {
                System.out.println("IP地址信息文件格式有错误，IP显示功能将无法使用");
                this.ipFile = null;
            }
        }
    }

    /**
     * @return 单一实例
     */
    public static IPSeeker getInstance() {
        return instance;
    }

    /**
     * 从内存映射文件的offset位置开始的3个字节读取一个int
     * @param offset
     * @return
     */
    private int readInt3(int offset) {
        this.mbb.position(offset);
        return this.mbb.getInt() & 0x00FFFFFF;
    }

    /**
     * 从内存映射文件的当前位置开始的3个字节读取一个int
     * @return
     */
    private int readInt3() {
        return this.mbb.getInt() & 0x00FFFFFF;
    }

    /**
     * 根据IP得到国家名
     * @param ip
     *        ip的字节数组形式
     * @return 国家名字符串
     */
    public String getCountry(byte[] ip) {
        // 检查ip地址文件是否正常
        if (this.ipFile == null) {
            return "错误的IP数据库文件";
        }
        // 保存ip，转换ip字节数组为字符串形式
        String ipStr = getIpStringFromBytes(ip);
        // 先检查cache中是否已经包含有这个ip的结果，没有再搜索文件
        if (this.ipCache.containsKey(ipStr)) {
            IPLocation loc = (IPLocation) this.ipCache.get(ipStr);
            return loc.country;
        } else {
            IPLocation loc = getIPLocation(ip);
            this.ipCache.put(ipStr, loc.getCopy());
            return loc.country;
        }
    }

    /**
     * 根据IP得到国家名
     * @param ip
     *        IP的字符串形式
     * @return 国家名字符串
     */
    public String getCountry(String ip) {
        String country = getCountry(getIpByteArrayFromString(ip));
        return country.equals(" CZ88.NET") ? "" : country;
    }

    private byte[] getIpByteArrayFromString(String ip) {
        byte[] ret = new byte[4];
        StringTokenizer st = new StringTokenizer(ip, ".");
        try {
            ret[0] = (byte) (Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
            ret[1] = (byte) (Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
            ret[2] = (byte) (Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
            ret[3] = (byte) (Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
        } catch (Exception e) {
            LOGGER.error("从ip的字符串形式得到字节数组形式报错", e);
        }
        return ret;
    }

    /**
     * @param ip ip的字节数组形式
     * @return 字符串形式的ip
     */
    private String getIpStringFromBytes(byte[] ip) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.delete(0, sb.length());
        sb.append(ip[0] & 0xFF);
        sb.append('.');
        sb.append(ip[1] & 0xFF);
        sb.append('.');
        sb.append(ip[2] & 0xFF);
        sb.append('.');
        sb.append(ip[3] & 0xFF);
        return sb.toString();
    }

    /**
     * 根据某种编码方式将字节数组转换成字符串
     * @param b
     *        字节数组
     * @param offset
     *        要转换的起始位置
     * @param len
     *        要转换的长度
     * @param encoding
     *        编码方式
     * @return 如果encoding不支持，返回一个缺省编码的字符串
     */
    private String getString(byte[] b, int offset, int len, String encoding) {
        try {
            return new String(b, offset, len, encoding);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            return new String(b, offset, len);
        }
    }

    /**
     * 根据IP得到地区名
     * @param ip
     *        ip的字节数组形式
     * @return 地区名字符串
     */
    public String getArea(byte[] ip) {
        // 检查ip地址文件是否正常
        if (this.ipFile == null) {
            return "错误的IP数据库文件";
        }
        // 保存ip，转换ip字节数组为字符串形式
        String ipStr = getIpStringFromBytes(ip);
        // 先检查cache中是否已经包含有这个ip的结果，没有再搜索文件
        if (this.ipCache.containsKey(ipStr)) {
            IPLocation loc = (IPLocation) this.ipCache.get(ipStr);
            return loc.area;
        } else {
            IPLocation loc = getIPLocation(ip);
            this.ipCache.put(ipStr, loc.getCopy());
            return loc.area;
        }
    }

    /**
     * 根据IP得到地区名
     * @param ip
     *        IP的字符串形式
     * @return 地区名字符串
     */
    public String getArea(String ip) {
        return getArea(getIpByteArrayFromString(ip));
    }

    /**
     * 根据ip搜索ip信息文件，得到IPLocation结构，所搜索的ip参数从类成员ip中得到
     * @param ip
     *        要查询的IP
     * @return IPLocation结构
     */
    private IPLocation getIPLocation(byte[] ip) {
        IPLocation info = null;
        long offset = locateIP(ip);
        if (offset != -1) {
            info = getIPLocation(offset);
        }
        if (info == null) {
            info = new IPLocation();
            info.country = "未知国家";
            info.area = "未知地区";
        }
        return info;
    }

    /**
     * 给定一个ip国家地区记录的偏移，返回一个IPLocation结构
     * @param offset
     * @return
     */
    private IPLocation getIPLocation(long offset) {
        try {
            // 跳过4字节ip
            this.ipFile.seek(offset + 4);
            // 读取第一个字节判断是否标志字节
            byte b = this.ipFile.readByte();
            if (b == AREA_FOLLOWED) {
                // 读取国家偏移
                long countryOffset = readLong3();
                // 跳转至偏移处
                this.ipFile.seek(countryOffset);
                // 再检查一次标志字节，因为这个时候这个地方仍然可能是个重定向
                b = this.ipFile.readByte();
                if (b == NO_AREA) {
                    this.loc.country = readString(readLong3());
                    this.ipFile.seek(countryOffset + 4);
                } else {
                    this.loc.country = readString(countryOffset);
                }
                // 读取地区标志
                this.loc.area = readArea(this.ipFile.getFilePointer());
            } else if (b == NO_AREA) {
                this.loc.country = readString(readLong3());
                this.loc.area = readArea(offset + 8);
            } else {
                this.loc.country = readString(this.ipFile.getFilePointer() - 1);
                this.loc.area = readArea(this.ipFile.getFilePointer());
            }
            return this.loc;
        } catch (IOException e) {
            return null;
        }
    }

    /**
     * @param offset
     * @return
     */
    private IPLocation getIPLocation(int offset) {
        // 跳过4字节ip
        this.mbb.position(offset + 4);
        // 读取第一个字节判断是否标志字节
        byte b = this.mbb.get();
        if (b == AREA_FOLLOWED) {
            // 读取国家偏移
            int countryOffset = readInt3();
            // 跳转至偏移处
            this.mbb.position(countryOffset);
            // 再检查一次标志字节，因为这个时候这个地方仍然可能是个重定向
            b = this.mbb.get();
            if (b == NO_AREA) {
                this.loc.country = readString(readInt3());
                this.mbb.position(countryOffset + 4);
            } else {
                this.loc.country = readString(countryOffset);
            }
            // 读取地区标志
            this.loc.area = readArea(this.mbb.position());
        } else if (b == NO_AREA) {
            this.loc.country = readString(readInt3());
            this.loc.area = readArea(offset + 8);
        } else {
            this.loc.country = readString(this.mbb.position() - 1);
            this.loc.area = readArea(this.mbb.position());
        }
        return this.loc;
    }

    /**
     * 从offset位置读取4个字节为一个long，因为java为big-endian格式，所以没办法 用了这么一个函数来做转换
     * @param offset
     * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
     */
    private long readLong4(long offset) {
        long ret = 0;
        try {
            this.ipFile.seek(offset);
            ret |= this.ipFile.readByte() & 0xFF;
            ret |= (this.ipFile.readByte() << 8) & 0xFF00;
            ret |= (this.ipFile.readByte() << 16) & 0xFF0000;
            ret |= (this.ipFile.readByte() << 24) & 0xFF000000;
            return ret;
        } catch (IOException e) {
            return -1;
        }
    }

    /**
     * 从offset位置读取3个字节为一个long，因为java为big-endian格式，所以没办法 用了这么一个函数来做转换
     * @param offset
     * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
     */
    private long readLong3(long offset) {
        long ret = 0;
        try {
            this.ipFile.seek(offset);
            this.ipFile.readFully(this.b3);
            ret |= this.b3[0] & 0xFF;
            ret |= (this.b3[1] << 8) & 0xFF00;
            ret |= (this.b3[2] << 16) & 0xFF0000;
            return ret;
        } catch (IOException e) {
            return -1;
        }
    }

    /**
     * 从当前位置读取3个字节转换成long
     * @return
     */
    private long readLong3() {
        long ret = 0;
        try {
            this.ipFile.readFully(this.b3);
            ret |= this.b3[0] & 0xFF;
            ret |= (this.b3[1] << 8) & 0xFF00;
            ret |= (this.b3[2] << 16) & 0xFF0000;
            return ret;
        } catch (IOException e) {
            return -1;
        }
    }

    /**
     * 从offset位置读取四个字节的ip地址放入ip数组中，读取后的ip为big-endian格式，但是
     * 文件中是little-endian形式，将会进行转换
     * @param offset
     * @param ip
     */
    private void readIP(long offset, byte[] ip) {
        try {
            this.ipFile.seek(offset);
            this.ipFile.readFully(ip);
            byte temp = ip[0];
            ip[0] = ip[3];
            ip[3] = temp;
            temp = ip[1];
            ip[1] = ip[2];
            ip[2] = temp;
        } catch (IOException e) {
            LOGGER.error(e.getMessage(), e);
        }
    }

    /**
     * 从offset位置读取四个字节的ip地址放入ip数组中，读取后的ip为big-endian格式，但是
     * 文件中是little-endian形式，将会进行转换
     * @param offset
     * @param ip
     */
    private void readIP(int offset, byte[] ip) {
        this.mbb.position(offset);
        this.mbb.get(ip);
        byte temp = ip[0];
        ip[0] = ip[3];
        ip[3] = temp;
        temp = ip[1];
        ip[1] = ip[2];
        ip[2] = temp;
    }

    /**
     * 把类成员ip和beginIp比较，注意这个beginIp是big-endian的
     * @param ip
     *        要查询的IP
     * @param beginIp
     *        和被查询IP相比较的IP
     * @return 相等返回0，ip大于beginIp则返回1，小于返回-1。
     */
    private int compareIP(byte[] ip, byte[] beginIp) {
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            int r = compareByte(ip[i], beginIp[i]);
            if (r != 0) {
                return r;
            }
        }
        return 0;
    }

    /**
     * 把两个byte当作无符号数进行比较
     * @param b1
     * @param b2
     * @return 若b1大于b2则返回1，相等返回0，小于返回-1
     */
    private int compareByte(byte b1, byte b2) {
        if ((b1 & 0xFF) > (b2 & 0xFF)) {// 比较是否大于
            return 1;
        } else if ((b1 ^ b2) == 0) {// 判断是否相等
            return 0;
        } else {
            return -1;
        }
    }

    /**
     * 这个方法将根据ip的内容，定位到包含这个ip国家地区的记录处，返回一个绝对偏移 方法使用二分法查找。
     * @param ip
     *        要查询的IP
     * @return 如果找到了，返回结束IP的偏移，如果没有找到，返回-1
     */
    private long locateIP(byte[] ip) {
        long m = 0;
        int r;
        // 比较第一个ip项
        readIP(this.ipBegin, this.b4);
        r = compareIP(ip, this.b4);
        if (r == 0) {
            return this.ipBegin;
        } else if (r < 0) {
            return -1;
        }
        // 开始二分搜索
        long i = this.ipBegin;
        long j = this.ipEnd;
        while (i < j) {
            m = getMiddleOffset(i, j);
            readIP(m, this.b4);
            r = compareIP(ip, this.b4);
            // log.debug(getIpStringFromBytes(b));
            if (r > 0) {
                i = m;
            } else if (r < 0) {
                if (m == j) {
                    j -= IP_RECORD_LENGTH;
                    m = j;
                } else {
                    j = m;
                }
            } else {
                return readLong3(m + 4);
            }
        }
        // 如果循环结束了，那么i和j必定是相等的，这个记录为最可能的记录，但是并非
        // 肯定就是，还要检查一下，如果是，就返回结束地址区的绝对偏移
        m = readLong3(m + 4);
        readIP(m, this.b4);
        r = compareIP(ip, this.b4);
        if (r <= 0) {
            return m;
        } else {
            return -1;
        }
    }

    /**
     * 得到begin偏移和end偏移中间位置记录的偏移
     * @param begin
     * @param end
     * @return
     */
    private long getMiddleOffset(long begin, long end) {
        long records = (end - begin) / IP_RECORD_LENGTH;
        records >>= 1;
        if (records == 0) {
            records = 1;
        }
        return begin + records * IP_RECORD_LENGTH;
    }

    /**
     * 从offset偏移开始解析后面的字节，读出一个地区名
     * @param offset
     * @return 地区名字符串
     * @throws IOException
     */
    private String readArea(long offset) throws IOException {
        this.ipFile.seek(offset);
        byte b = this.ipFile.readByte();
        if (b == 0x01 || b == 0x02) {
            long areaOffset = readLong3(offset + 1);
            if (areaOffset == 0) {
                return "未知地区";
            } else {
                return readString(areaOffset);
            }
        } else {
            return readString(offset);
        }
    }

    /**
     * @param offset
     * @return
     */
    private String readArea(int offset) {
        this.mbb.position(offset);
        byte b = this.mbb.get();
        if (b == 0x01 || b == 0x02) {
            int areaOffset = readInt3();
            if (areaOffset == 0) {
                return "未知地区";
            } else {
                return readString(areaOffset);
            }
        } else {
            return readString(offset);
        }
    }

    /**
     * 从offset偏移处读取一个以0结束的字符串
     * @param offset
     * @return 读取的字符串，出错返回空字符串
     */
    private String readString(long offset) {
        try {
            this.ipFile.seek(offset);
            // int i;
            // for (i = 0, buf[i] = ipFile.readByte(); buf[i] != 0; buf[++i] =
            // ipFile.readByte());
            // 上面的写法读取数据如果超过100个字节就会报数组越界异常
            int i = 0;
            byte[] buf = new byte[256];
            while ((buf[i] = this.ipFile.readByte()) != 0) {
                ++i;
                if (i >= buf.length) {
                    byte[] tmp = new byte[i + 100];
                    System.arraycopy(buf, 0, tmp, 0, i);
                    buf = tmp;
                }
            }
            /////////
            if (i != 0) {
                return getString(buf, 0, i, "GBK");
            }
        } catch (IOException e) {
            LOGGER.error(e.getMessage(), e);
        }
        return "";
    }

    /**
     * 从内存映射文件的offset位置得到一个0结尾字符串
     * @param offset
     * @return
     */
    private String readString(int offset) {
        try {
            this.mbb.position(offset);
            // int i;
            // for (i = 0, buf[i] = mbb.get(); buf[i] != 0; buf[++i] =
            // mbb.get());
            int i = 0;
            byte[] buf = new byte[256];
            while ((buf[i] = this.mbb.get()) != 0) {
                ++i;
                if (i >= buf.length) {
                    byte[] tmp = new byte[i + 100];
                    System.arraycopy(buf, 0, tmp, 0, i);
                    buf = tmp;
                }
            }
            if (i != 0) {
                return getString(buf, 0, i, "GBK");
            }
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            LOGGER.error(e.getMessage(), e);
        }
        return "";
    }

}